Dầu mỏ là chất lỏng, sánh thường có màu nâu sẫm, không tan trong nước và nhẹ hơn nước.
Mỏ dầu thường có ba lớp: trên cùng là khí, ở giữa là dầu và đáy là nước mặn.
- Lớp khí ở phía trên gọi là khí mỏ dầu (hay còn gọi là khí đồng hành). Khí mỏ dầu chứa chủ yếu là khí methane (khoảng 75%) và một số hydrocarbon khí khác.
- Lớp dầu lỏng có hoà tan khí ở giữa các hỗn hợp phức tạp của nhiều loại hydrocarbon và một lượng nhỏ các hợp chất khác
- Dưới đáy mỏ dầu là một lớp nước mặn.
Khai thác mỏ dầu gồm nhiều giai đoạn
- Khoan, thu dầu và khí.
- Loại bỏ tạp chất để thu được dầu thô, vận chuyển đến nhà máy lọc dầu (bằng ống dẫn hoặc tàu chở dầu).
- Tại nhà máy lọc dầu, dầu thô được xử lí chủ yếu bằng phương pháp chưng cất để thu được nhiều loại sản phẩm khác nhau ở các nhiệt độ khác nhau. Sau đó, dầu và khí sẽ được vận chuyển đến cơ sở sử dụng với các mục đích khác nhau.